Металлургическая и горнорудная промышленность №4 (313) 2018 г.

30.08.2018

\\ От Редактора...

 

\\ В этом номере (подробнее...)

Украинскому научно-исследовательскому институту металлов – 90 лет  (с 1-7)

Д. В. Сталинский, А. С. Рудюк - Государственное предприятие «Украинский научно-технический центр металлургической промышленности «Энергосталь», г. Харьков, Украина

DOI:10.33101/s004-0112870

Рассмотрены этапы становления и развития Украинского научно-исследовательского института металлов (УкрНИИМет), созданного 30 октября 1928 г. для оказания научно-технической помощи предприятиям металлургической отрасли. В течение 90 лет институт находится на передовых рубежах металлургии, совершенствуя действующие и разрабатывая новые эффективные технологии для всех металлургических переделов. В настоящее время УкрНИИМет входит в состав ГП «УкрНТЦ «Энергосталь» и, сохраняя многолетние традиции, нацелен на успешную реализацию новых проектов в области металлургического производства, энерго- и ресурсосбережения, использования вторичных энергоресурсов и защиты окружающей природной среды. (Ил. 3. Библиогр.: 11 назв.)

Ключевые слова: черная металлургия, сталь, чугун, непрерывная разливка стали, элементы верхнего строения железнодорожного пути, профили металлопроката, мелющие тела, стандартизация.

 

The formation and development stages of the Ukrainian Research Institute of metals (UkrNIIMet) are considered. The institute was established on October 30, 1928, to provide metallurgy industry enterprises with scientific & technological aid. During 90 years the institute has to be on the advanced front lines of metallurgy, improving existing and developing new efficient technologies for all metallurgy production stages. Currently, UkrNIIMet is a part of SE “UkrRTC “Energostal” and keeping the long-standing traditions alive, pointed at new projects successful implementation in the field of metallurgical manufacturing, energy & resource saving, waste energy using and environmental protection as well.

Keywords:: ferrous metallurgy, steel, cast iron, steel continuous casting, elements of the track top-level structure, rolled steel shapes, grinding bodies, standardization.

 

Позитивные аспекты развития металлургии Украины  (с 7-16)

С. Г. Грищенко - НТС ОП «Укрметаллургпром» г. Киев, Украина; Л. Г. Тубольцев - Институт черной металлургии НАН Украины, г. Днипро, Украина; А. Ф. Гринев - ООО «Укрметаллургинформ «НТА», г. Днипро, Украина

DOI:10.33101/s004-0223872

Цель. Определение аспектов развития черной металлургии как базовой отрасли экономики Украины.

Методика.Анализ открытых литературных источников и информации о состоянии и работt черной металлургии.

Результаты. Отмечено, что развитие черной металлургии всегда являлось важнейшей функцией государства, даже в условиях полной приватизации металлургических предприятий. Показано, что производственные показатели и вклад черной металлургии в экономику страны в значительной степени определяются законодательной политикой государства и согласованной работой взаимосвязанных отраслей промышленности. Отмечено, что перспектива развития металлургии Украины на современном этапе связана с организацией творческого взаимодействия металлургических предприятий с отечественными учеными.

Научная новизна. Обоснование законодательных и научно-технических направлений развития металлургии Украины.

Практическая значимость. Приведены предложения по усилению взаимодействия металлургических предприятий с отечественными научными, проектными организациями и вузами для разработки программы технического перевооружения и модернизации металлургического производства. (Ил. 4. Библиогр.: 13 назв.)
Ключевые слова: черная металлургия Украины, производственные показатели, законодательная политика, модернизации металлургического производства.

Purpose. Defining aspects of the development of ferrous metallurgy as the basic sector of the Ukrainian economy.

Methodology. Analysis of open literature and information on the status and operation of the steel industry.

Findings. It was noted that the development of ferrous metallurgy was the most important function of the state even in the conditions of full privatization of metallurgical enterprises. It is shown that the production indicators and the contribution of the steel industry to the country’s economy are largely determined by the legislative policy of the state and the coordinated work of interrelated industries. It was noted that the prospect of the development of metallurgy of Ukraine is associated with the organization of the creative interaction of metallurgical enterprises with domestic scientists.

Originality. Justification of legislative, scientific and technical directions of development of metallurgy of Ukraine

Practical value. There are proposals to strengthen the interaction of metallurgical enterprises with domestic scientific, design organizations and universities to develop a program for the modernization of metallurgical production.
Keywords: ferrous metallurgy of Ukraine, production indicators, legislative policy, modernization of metallurgical production.

 
ДОМЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Влияние качества агломерата и кокса на технико-экономические показатели доменной плавки  (с 17-24)

Д. А. Кассим, А. К. Тараканов, В. П. Лялюк - Национальная металлургическая академия Украины, г. Днипро, Украина

П. И. Оторвин, А. А. Гусев - ПАО «АрселорМиттал Кривой Рог», г. Кривой Рог, Украина

DOI:10.33101/s004-0244074

Цель. Сравнить результаты эффективности доменной плавки при изменении качественных характе- ристик агломерата и кокса, а также расчетных показателей дутьевого режима плавки.

Методика. Анализ технико-экономических показателей работы доменных печей в периоды работы на агломерате с разными металлургическими характеристиками и разным диаметром фурм.

Результаты. Опыт работы доменных печей объемом 2700 и 2000 м3 подтвердил известный факт зависимости производительности печей и расхода кокса не только от качества шихтовых материалов, но и от распределения газового потока по сечению печи.

Научная новизна. Выполнен технологический анализ результатов работы доменных печей объемом 2700 и 2000 м3 при изменении качества агломерата и кокса в сочетании с изменением параметров дутьевого режима плавки. На основании выполненного анализа подтверждена целесообразность повышения газопроницаемости шихты за счет улучшения качества сырья при одновременном увеличении полных механических энергий комбинированного дутья и горнового газа, отвечающих за длину зоны горения и глубину проникновения газового потока к центру горна доменной печи.

Практическая значимость. Чередование фурм разного диаметра, наряду с улучшением качественных характеристик шихтовых материалов, дополнительно способствует усилению положительного эффекта за счет расширения зон горения в горне печи. А если при этом растет полная механическая энергия горнового газа и увеличивается глубина проникновения горнового газа к оси печи, эффект от использования высококачественного сырья может быть максимальным. (Ил. 3. Табл. 3. Библиогр.: 7 назв.)
Ключевые слова: агломерат, кокс, дутье, фурмы, газопроницаемость, качество, полная энергия.

Purpose. Compare the results of blast furnace smelting efficiency, when changing the qualitative characteristics of the sinter and coke, and the calculated parameters of the blowing regime of melting.

Methodology. Analysis of technical and economic performance of blast furnaces during periods of work on the agglomerate with different metallurgical characteristics and different diameter of the tuyeres.

Findings. The experience of blast furnaces with a volume of 2700 and 2000 m3 confirmed a known fact of the dependence of furnace efficiency and coke consumption not only through the quality of charge materials but also through the distribution of the gas flow along the furnace section.

Originality. The technological analysis of the results of the operation of blast furnaces with the volume of 2700 and 2000 m3 with a change of the quality of the sinter and pellets in combination with the change of the blowing regime parameters was performed. On the basis of the performed analysis, it was confirmed the expediency of increasing the gas permeability of the charge by improving the quality of the raw materials while increasing the total mechanical energy of the combined gas-blast and hearth gas, which are responsible for the length of the combustion zone and the depth of penetration of the gas flow to the center of the blast furnace.

Practical value. Alternation of tuyeres of different diameters along with the improvement of the quality characteristics of charge materials additionally contributes to the enhancement of the positive effect due to the expansion of the combustion zones in the furnace hearth. And if in this case, the total mechanical energy of the mountain gas rises and the depth of penetration of the furnace gas to the furnace axis increases, the effect of using high-quality raw materials can be maximized.
Keywords: agglomerate, coke, blowing, tuyeres, gas permeability, quality, total energy.

 

ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ

Электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ типов и химсостава неметаллических включений черновой железнодорожной оси из непрерывнолитой заготовки(с.25-34)

М. И. Гасик, Ю. С. Пройдак, Ю. Н. Бортников, А. П. Горобец - Национальная металлургическая академия Украины, г. Днипро, Украина

М. М. Гасик - Аалто университета, г. Хельсинки, Финляндия; Ю. В. Климчик - ООО «ИНТЕРПАЙП Украина», г. Днипро, Украина

DOI:10.33101/s004-0284478

Цель.. Исследование типа и химического состава неметаллических включений черновой железнодо- рожной оси методом электронной микроскопии и РСМА для усовершенствования сквозной технологии производства железнодорожных осей.

Методика. Исследование фазового состава и вида неметаллических включений в образцах железнодорожной оси производилось с применением современной аппаратуры и метода рентгеноструктурного анализа с определением качественного и количественного состава фаз.

Результати. Выполнен анализ влияния элементов на химический состав электростали EА1N и неметаллических включений на комплекс физико-механических свойств металла железнодорожной оси, изготовленной прокаткой из непрерывнолитой заготовки диаметром 470 мм. Методами электронной микроскопии и рентгеноспектрального анализа изучены типы и составы неметаллических включений. Результаты исследований могут быть использованы для корректировки режимов технологии раскисления и легирования электростали осевого сортамента.

Научная новизна. Впервые получены оригинальные экспериментальные данные о типах и химических составах неметаллических гетерофазных включений в металле железнодорожной оси с помощью электронной микроскопии и рентгеноструктурного микроанализа; полученные результаты исследования формирования многофазных включений научно обоснованы с применением диаграмм фазовых равновесий с участием оксидных, оксидно-сульфидных минеральных фаз.

Практическая значимость. Результаты электронной микроскопии и рентгеноспектрального анализа имеют большое значение для совершенствования сквозной технологической схемы и постадийных про- цессов раскисления и легирования электростали EA1N для производства железнодорожных осей. (Ил. 12. Табл. 4. Библиогр.: 12 назв.)

Ключевые слова:: железнодорожная ось, подвижной состав вагонов, колесные пары, химсостав стали, технология стали, непрерывнолитые заготовки, прокатка, ковка, механические свойства металла, неметаллические включения.

Purpose. Analysis of status and chemical composition of non-metallic inclusions of raw railway truck axle shafts steel using electron microscopy and X-ray spectral microanalysis for the improvement of the throughout technology of the axles production.

Methodology. Study of phase composition and type of non-metallic inclusions in axles shaft steel was carried out with modern equipment and method of X-ray spectral microanalysis for quantitative and qualitative data.

Findings. The analysis of the elements on chemical composition on EA1N steel and of non-metallic inclusions on physical and mechanical properties of railway axles made by rolling of continuous cast billet of 470 mm diameter. The types and composition of non-metallic inclusions were studied with electron microscopy and X-ray spectral microanalysis. Results can be applied for improvement of steel refining and alloying technology for railway wheel axles production.

Originality. There were discovered the original data about the types and chemical compositions of nonmetallic heterophasic inclusions in railway axis metal using the electron microscopy and X-ray microanalysis. The obtained research results about formations of multiphase inclusions were proved using the phase equilibrium charts considering oxide, oxide-sulfide mineral phases.

Practical value. The results of electron microscopy and X-ray spectral microanalysis are important to understand and improve the throughput technology of refining and alloying of EA1N steel for railway axle shafts.
Keywords: railway axle, railway truck, axle shaft, steel chemical composition, continuous casting billet, mechanical properties, non-metallic inclusions.

Термодинамическая модель процесса десульфурации чернового ферроникеля в ковше (с.14-26)

О. Л. Беспалов, К. Д. Соколов, С. В. Приходько - ООО «Побужский ферроникелевый комбинат», пгт Побужское, Украина

А. Н. Овчарук, М. И. Гасик, О. В. Замковой, А. А. Надточий - Национальная металлургическая академия Украины, г. Днипро, Украина

DOI:10.33101/s004-0264276

Цель. Исследования типа и химического состава неметаллических включений при процессе десульфу- рации чернового ферроникеля методом составления термодинамической модели процесса десульфурации чернового ферроникеля.

Методика. Выполнен анализ влияния кремния и углерода в термодинамической системе на процесс десульфурации чернового ферроникеля.

Научная новизна.Впервые составлена термодинамическая модель десульфурации чернового феррони- келя в ковше по схеме NiS – FeS – C – Si – Na2CO3 с использованием данных промышленного производства в условиях ООО «Побужский ферроникелевый комбинат». (Ил. 3. Табл. 3. Библиогр.: 5 назв.)

Ключевые слова: черновой ферроникель, никелевое сырье, сера, углерод, кремний, кальцинированная сода, десульфурация, термодинамическая модель.

Purpose. Studies of the type and chemical composition of non-metallic inclusions in the process of desulfurization of a rough ferronickel by compiling a thermodynamic model of the process of desulfurization of a rough ferronickel.

Methodology. The analysis of the effect of silicon and carbon in a thermodynamic system on the process of desulfurization of a rough ferronickel is performed.

Practical value. For the first time, a thermodynamic model of desulfurization of a rough ferronickel in a ladle according to the NIS – FeS – C – Si – Na2CO3 scheme was compiled using industrial production data under the conditions of LLC Pobuzhsky Ferronickel Combine.

Keywords: rough ferronickel, nickel raw materials, sulfur, carbon, silicon, soda ash, desulfurization, thermodynamic model.

 

ТРУБНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Совершенствование подготовки гильзы к прокатке на пилигримовом стане» (с 39-44)

В. Ф. Балакин - Национальная металлургическая академия Украины, г. Днипро, Украина

С. Л. Стасевский, Ю. Д. Угрюмов - ГП «Укргипромез», г. Днипро, Украина
В. Д. Добряк - ООО «ИНТЕРПАЙП «НТЗ», г. Днипро, Украина

DOI:10.33101/S04-38748594

Цель. На основе анализа особенностей процесса горячей пилигримовой прокатки труб разработать новый усовершенствованный способ подготовки гильз на дорне путем обжатия их задних концов профильными бойками горизонтального гидравлического пресса.

Методика. Решение задачи определения среднего удельного давления на контакте гильзы с дорном при обжатии ее заднего конца профильными бойками пресса с помощью метода линий скольжения.

Результаты. В статье приведены результаты теоретического определения среднего удельного давления и ширины площади контактной поверхности между гильзой и дорном при обжатии заднего конца гильзы профильными бойками горизонтального гидравлического пресса. Полученные результаты позволяют определить условия для предотвращения сползания гильзы с дорна при движении их к валкам в фазе торможения.

Научная новизна. Установлены основные факторы, влияющие на обеспечение сцепления гильзы с дорном, и рассчитаны значения средних удельных давлений на контакте металла с дорном при обжатии профильными бойками, а также ширина площади контакта и необходимая толщина бойков. Установлено, что толщина бойков двухбойкового пресса может быть принята одинаковой для всех размеров гильз сортамента ТПА 5-12˝.

Практическая значимость. Результаты проведенных теоретических исследований могут быть использованы для модернизации и реконструкции участка внестановой зарядки пилигримового стана ТПА 5-12˝ за счет установки горизонтальных гидравлических прессов с двухбойковыми профильными бойками. Это позволит увеличить производительность стана за счет предотвращения сползания гильзы с дорна в период их наката к валкам путем создания необходимых сил сцепления между гильзой и дорном. Кроме того, это позволит облегчить условия затравочного режима пилигримовой прокатки, что снизит машинное время и повысит производительность. (Ил. 5. Табл. 2. Библиогр.: 4 назв.)
Ключевые слова: труба, гильза, пилигримовый стан, гидравлический пресс, боек, дорн, производительность.

Purpose. Based on the analysis of the features of the hot piligrim pipe rolling process, develop a new and improved method for preparing liners on the mandrel by compressing their hind ends with specialized strikers of a horizontal hydraulic press.

Methodology. The solution to the problem of determining the average specific application on the contactтof the liner with the mandrel during compression of its rear end by specialized press dies using the method of slip lines.

Findings. The article presents the results of a theoretical determination of the average specific pressure and the width of the contact surface area between the sleeve and the mandrel when the rear end of the sleeve is compressed by specialized strikers of a horizontal hydraulic press. The results obtained allow us to determine the conditions for preventing the liner from slipping from the mandrel as they move toward the rollers in the braking phase.

Originality. The main factors affecting the adhesion of the liner to the mandrel were determined, and the values of average specific pressures on the contact of the metal with the mandrel were calculated during the reduction by the profile dies, as well as the width of the contact area and the required thickness of the dies. It has been established that the thickness of the strikers of a double-sided prescan is assumed to be the same for all sizes of sleeves of the assortment TPA 5-12’’.

Practical value. The results of the theoretical studies can be used to modernize and reconstruct a section of the off-site charging of a pilger mill TPA 5-12’’ by installing horizontal hydraulic presses with double-die profile dies. This will increase the productivity of the mill by preventing the sleeve from sliding down the mandrel during roll-up to the rolls by creating the necessary adhesion forces between the sleeve and the mandrel. In addition, it will facilitate the conditions of the seed regime piligrim rolling, which will reduce machine time and increase productivity.


Keywords: pipe, liner, pilgrim mill, hydraulic press, hammerhead, mandrel, performance.

 

 

ГОРНОРУДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Перспективи відновлення підземної розробки магнетитових кварцитів в україні: гірничотехнічні, технологічні і економічні аспекти (с 45-52)

С. О. Попов - Криворізький національний університет, м. Кривий Ріг, Україна

В. М. Сидор - ДП «ДПІ «Кривбаспроект», м. Кривий Ріг, Україна
В. А. Новік - ПАО «Запорізький залізорудний комбінат», м. Запоріжжя, Україна

Мета.. Обґрунтування доцільності і перспективності відновлення розробки магнетитових кварцитів підземним способом в Україні.

Методика. Аналіз літературних джерел, проектної документації та даних практики, які містять відомості про сучасний стан і умови розробки залізних руд України та дані про різновиди і стан запасів залізних руд різних видів у надрах України.

Результати. Розглянуто проблему, за якої залізорудні гірничодобувні підприємства виконують видобуток руди на великих, гранично економічних глибинах і можливе виникнення дефіциту сировинних ресурсів у недалекій перспективі. Визначено обсяги магнетитових кварцитів, які є на законсервованих і діючих шахтах України, і які на цей час не експлуатуються, обґрунтовано доцільність і напрями відновлення розробки цих руд для розширення сировинної бази вітчизняної залізорудної гірничодобувної промисловості.

Наукова новизна. Розширено принципові підходи до реалізації на сучасному технологічному і технічному рівнях циклічно-поточної технології підземної розробки запасів магнетитових кварцитів, які спроможні забезпечити економічну ефективність їх видобутку на глибинах, на яких відкритий спосіб їх розробки стає нерентабельним.

Практична значущість. Економічна ефективність підземної розробки запасів магнетитових кварцитів в умовах функціонування залізорудних гірничодобувних підприємств забезпечує суттєве розширення їх сировинної бази, яка невпинно скорочується, підтримку виробничої потужності цих підприємств на тривалий період і дозволяє залишатися Україні одними з лідерів у галузі залізорудного гірничодобувного виробництва у світі. (Іл. 1. Табл. 2. Бібліогр.: 10 назв.)

Ключові слова: підземна та відкрита розробка залізорудних родовищ, магнетитові кварцити.

Purpose. Substantiation of expediency and prospects for resuming the development of magnetite quartzites by the underground method in Ukraine.

Methodology. Analysis of literature sources, project documentation and practical data that contain information on the current state and conditions for the development of iron ore in Ukraine, as well as data on varieties and state of reserves of different types of these ores.

Findings. The problem, faced by domestic iron ore mining enterprises in connection with reaching the large depths of mining operations and the emergence of a shortage of raw material resources, is described. The volumes of magnetite quartzites, which are contained in the dormant mines, operating mines, and those mines of Ukraine that are not currently in operation, are determined. The expediency and directions for resuming the development of these ores, as well as expanding the raw material base of the domestic iron ore mining industry, are justified.

Originality. The principal approaches to the implementation at a modern technological and technical level of the cyclic-flow underground mining technology for the development of magnetite quartzite reserves, which is capable of ensuring the economic efficiency of their extraction at depths where the open method of their development becomes unprofitable, are expanded.

Practical value. Ensuring the economic efficiency of underground development of magnetite quartzite reserves in operating conditions of the iron ore mining enterprises of Ukraine leads to a significant expansion of their raw material base, which is currently constantly decreasing, as well as support of the production capacity of these enterprises for a long period of time, and allows Ukraine to remain one of the leaders in the iron ore mining industry in the world.

Keywords: prospects, underground mining, magnetite quartzites, mining, technological, economic aspects.

Технологические способы ведения взрывных работ, позволяющие безопасно управлять действием взрыва в массиве горных пород(с 53-57)

С. В. Тищенко, Г. И. Еременко - Государственное высшее учебное заведение «Криворожский национальный университет», г. Кривой Рог, Украина

Д. Ю. Малых - Публичное акционерное общество «Ингулецкий горно-обогатительный комбинат», г. Кривой Рог, Украина

DOI:10.33101/S05-3958674

Цель.. Работа посвящена повышению эффективности и безопасности уступной взрывной отбойки горных пород скважинными зарядами взрывчатых веществ новой конструкции на железорудных карьерах. Исследованы особенности процесса взрывного разрушения горных пород скважинными зарядами различной конструкции. Установлены зависимости динамики взрывного разрушения от физико-механических свойств горных пород и определена взаимосвязь между распределением энергии разрушения в среде и величиной удельного импульса взрыва.

Методика. Полученные закономерности импульсного воздействия взрыва, связанного с общим балансом энергии, сообщаемой разрушаемой среде, могут служить шкалой оценки эффективности действия скважинных зарядов, взрываемых одновременно или через определение замедления. На основе полученных теоретических и лабораторных результатов разработана новая конструкция скважинного заряда взрыв- чатых веществ с воздушной полостью в донной части скважины.

Результаты. Особенностью такой конструкции скважинного заряда является сосредоточение энергии взрыва в донной части скважины. Установлены оптимальные параметры воздушной полости и места расположения инициатора относительно нее в технологии взрывных работ.

Научная новизна работы заключается в том, что проведенные промышленные испытания новой конструкции скважинного заряда с воздушной полостью в донной части скважины показали ее высокую эффективность.

Практическая значимость. состоит в достижении уменьшенного удельного расхода взрывчатых веществ. Этот технологический процесс обеспечивает равномерное дробление взорванной горной массы по всей высоте уступа и качественную проработку подошвы уступа, что открывает реальные возможности для ликвидации перебура скважины при уступной взрывной отбойке горных пород. (Ил. 2. Библиогр.: 11 назв.)

Ключевые слова: горная порода, скважина, процесс взрывного разрушения, отбойка, заряд взрывчатых веществ, конструкция заряда.

Purpose. The work is devoted to improving the efficiency and safety of the escarpous blasting of rocks by borehole charges of explosives of a new design at iron ore quarries. In the thesis, the features of the process of explosive destruction of rocks by well charges of various designs are investigated. The dependences of their dynamics of explosive destruction on the physicomechanical properties of rocks are established, and the relationship between the distribution of energy of destruction in the medium and the magnitude of the specific impulse of the explosion is determined.

Methodology. The obtained regularities of the impulse effect of an explosion associated with the overall energy balance imparted to a destructible medium can serve as a scale for evaluating the effectiveness of the action of well charges exploded simultaneously or through the definition of deceleration. Based on the obtained theoretical and laboratory results, a new design of a downhole charge of explosives with an air cavity in the bottom of the well has been developed.

Findings. A feature of this design of the borehole charge is the concentration of the explosion energy at the bottom of the well. The optimal parameters of the air cavity and the location of the initiator relative to it in the technology of blasting have been established.

Originality. of the work lies in the fact that the conducted industrial tests of a new design of a borehole charge with an air cavity in the bottom part of the well showed its high efficiency.

Practical value. lies in achieving a reduced specific consumption of explosives. This technological process ensures uniform crushing of the blasted rock mass over the entire height of the ledge and high-quality development of the bottom of the ledge, which opens up real opportunities for the elimination of the re-drilling of the well at the inferior explosive blasting of rocks.

Keywords: rock, well, a process of explosive destruction, blasting, the charge of explosives, charge design.

 

МАШИНОВЕДЕНИЕ

Влияние параметрического резонанса на механизм разрушения контактирующих поверхностей при трении и изнашивании(с. 65-73)

А. Д. Учитель, Ю. А. Малиновский - Национальная металлургическая академия Украины, г. Днипро, Украина

Г. В. Данилина, С. Ю. Даценко, Е. В. Омельченко - Криворожский колледж НАУ, г. Кривой Рог, Украина

DOI:10.33101/S05-48574363

Цель. Исследование влияния параметрического резонанса в зоне взаимодействия движущихся контактирующих поверхностей на трение и износ при протекании деформационно-волновых процессов перед движущимся штампом.

Методика. Для обоснования причин возникновения параметрических колебаний на контактирующих поверхностях предложена физическая модель, в которой присутствует нелинейное сухое трение между взаимодействующими деталями, зависящее от скорости их относительного перемещения, которое является источником возникновения параметрических (авто) колебаний на участке перед подвижной деталью. Использованы приемы, позволяющие определить длину деформированного участка поверхности детали, количество полуволн на участке, а также применены уточненные методы вычисления высот деформационных микронеровностей.

Научная новизна. работы заключается в том, что выявлена причина интенсивного изнашивания взаимодействующих деталей, которая заключается в нарастании амплитуд колебаний поверхностных слоев деталей в результате проявления эффекта параметрического резонанса.

Практическая значимость работы состоит в достижении большей достоверности при определении деформационных микронеровностей за счет использования более точного выражения для кривизны изогнутой оси балки, а также учете нелинейных зависимостей между продольными и поперечными деформациями продольной оси гипотетической балки при потере ею продольной устойчивости.

Ключевые слова: трение, износ, упругая устойчивость, балка на упругом основании, параметрическая нагрузка, уравнение Матье, радиус кривизны балки, диаграмма Айнса – Стретта, метод Бубнова – Галеркина. (Ил. 4. Библиогр.: 7 назв.)

Purpose. Investigation of the influence of parametric resonance in the zone of interaction of moving contacting surfaces on friction and wear when deformation-wave processes occur in front of a moving stamp.

Methodology. To substantiate the reasons for the emergence of parametric oscillations on the contacting surfaces, a physical model has been proposed in which nonlinear dry friction between interacting parts is present, depending on the speed of their relative movement, which is the source of parametric (auto) oscillations in the area in front of the moving part. The techniques used to determine the length of the deformed part of the surface of the part, the number of half-waves on the site, as well as refined methods for calculating the heights of the deformation microroughnesses, were used.

Originality. of the work lies in the fact that the reason for the intense wear of the interacting parts was revealed, which is the increase in the amplitudes of oscillations of the surface layers of the parts as a result of the manifestation of the parametric resonance effect.

Practical value. of the work is to achieve greater reliability in determining the deformation microroughness due to the use of a more accurate expression for the curvature of the bent beam axis, as well as taking into account the nonlinear relationships between the longitudinal and transverse deformations of the longitudinal axis of the hypothetical beam when it loses its longitudinal stability.

Keywords: friction, wear, elastic stability, beam on an elastic foundation, parametric load, Mathieu equation, a radius of curvature of a beam, Ains-Strett diagram, Bubnov-Galerkin method.

 

Исследование динамики рабочей клети автоматического стана трубопрокатного агрегата (c 74-80)

С. Р. Рахманов - НПФ «Восток Плюс», г. Днипро, Украина

В. Т. Вышинский - Национальная металлургическая академия Украины, г. Днипро, Украина

Цель. Определение реального спектра и уровня динамических нагрузок позволило бы разработать рекомендации по совершенствованию автоматического стана ТПА-350, с целью расширения его технологических возможностей, повышения надежности функционирования и долговечности.

Методика. Данная работа выполнена на основе развития математической модели динамических процессов в механической системе автоматического стана ТПА, где сделана попытка по выявлению особенностей функционирования рабочей клети с прокатываемой гильзой в постановке задач динамики. Очевидно, предложенный подход более корректен и удобен при изучении сложных динамических явлений в элементах автоматического стана ТПА.

Результаты. Приведены результаты исследования динамики рабочей клети автоматического стана трубопрокатного агрегата (ТПА). Установлены основные параметры функционирования рабочей клети, например автоматического стана ТПА 350, и разработана математическая модель базовой задачи динамики механической системы. Составлены дифференциальные уравнения движения для выбранной модели рабочей клети и упругих элементов механизма удержания станины на опорных узлах автоматического стана ТПА. Получены соответствующие картины колебаний рабочей клети. Выявлены некоторые особенности функционирования рабочей клети на примере автоматического стана ТПА 350. Установлены параметры динамичности рабочей клети стана, влияющие на величину разностенности прокатываемых гильз.

Научная новизна. Установлена взаимосвязь динамики рабочей клети с условиями функционирования автоматического стана ТПА на основе упрощенной математической модели динамических процессов. Составлена математическая модель механической системы рабочей клети автоматического стана ТПА. Механическая система рабочей клети стана в наиболее общем виде представлена с помощью дифференциальных уравнений, описывающих поведение выбранной расчетной схемы системы с двумя степенями свободы.

Практическая значимость. Предложена схема модернизации рабочей клети и механизма удержания рабочей клети автоматического стана ТПА-350. (Ил. 4. Библогр.: 8 назв.)

Ключевые слова: исследование, автоматический стан ТПА-350, модернизация рабочей клети, математическая модель, расширение технологических возможностей, долговечность.

Purpose. Determining the real spectrum and the level of dynamic loads would make it possible to develop recommendations for improving the TPA-350 automatic mill, with the aim of expanding its technological capabilities, improving the reliability of operation and durability.

Methodology. This work was carried out on the basis of the development of a mathematical model of dynamic processes in the mechanical system of an automatic TPA mill, where an attempt was made to identify the features of the functioning of a working stand with a rolled sleeve in the formulation of dynamic problems. Obviously, the proposed approach is more correct and convenient when studying complex dynamic phenomena in the elements of an automatic TPA mill.

Findings. The results of the study of the dynamics of the working stand of the automatic mill of the pipe rolling unit (TPA) are given The basic parameters of the functioning of the working stand, such as the automatic mill TPA 350, are established, and a mathematical model of the basic problem of the dynamics of a mechanical system is developed. The differential equations of motion for the selected model of the working stand and the elastic elements of the bed retention mechanism on the support nodes of the automatic TPA mill have been compiled. The corresponding patterns of oscillations of the working stand were obtained. Some features of the functioning of the working stand are identified by the example of an automatic mill TPA 350. The dynamic parameters of the working stand of the mill, affecting the difference in the thickness of the rolled sleeves, are established.

Originality The interrelation of the working stand dynamics with the operating conditions of an automatic TPA mill on the basis of a simplified mathematical model of dynamic processes is established. A mathematical model of the mechanical system of a working stand of an automatic TPA mill has been compiled. In the most general form, the mechanical system of a working stand of a mill is described using differential equations describing the behavior of the selected design scheme of a system with two degrees of freedom.

Рractical value A scheme has been proposed for modernizing the working stand and the mechanism for holding the working stand of the TPA-350 automatic mill.

Keywords: research, automatic machine TPA-350, modernization of the working stand, mathematical model, expansion of technological capabilities, durability.

 

ТЕПЛОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА

Дослідження нагріву високолегованих сталей у нагрівальному колодязі з опаленням з центру поду (c. 81-85)

О. І. Чепрасов, Ю. М. Каюков, І. А. Назаренко - Запорізька державна інженерна академія, м. Запоріжжя, Україна

DOI:10.33101/S05-3959685

Мета. З урахуванням марки сталі, маси садки і початкового температурного стану металу необхідно оцінити кінцевий перепад температури у злитках сталі, що нагріваються у рекуперативному нагрівальному колодязі з опаленням з центру поду.

Методика. Дослідження виконано в процесі нагрівання високолегованих сталей у рекуперативному нагрівальному колодязі шляхом вимірювання температури у дослідному злитку.

Результати. Наведено результати термометрування дослідного злитка при його нагріванні у складі садки високолегованих сталей. Встановлено кінцевий перепад температури в злитку та характер її зміни у процесі витримки металу.

Наукова новизна. Встановлено, що кінцевий перепад температур у дослідному злитку визначається нерівномірністю температурного поля нагрівального колодязя та складає (80…120) °С.

Практична значущість. Використання результатів досліджень дозволяє розробити режими нагріву не- ржавіючих марок сталі зі скороченим на (10…20) % періодом витримування. (Іл. 5. Табл. 1. Бібліогр.: 5 назв.)

Ключові слова: нагрівальний колодязь; опалення з центру поду; високолеговані сталі; нагрівання злитків металу; температурне поле; температура підігрівання повітря.

Purpose. Taking into account the steel grade, the mass of the set and the initial temperature state of the metal, it is necessary to estimate the final temperature drop in the steel ingots, which are heated in recuperative heating well with heating from the hearth.

Methodology. The study was performed in the process of heating high-alloy steels in a recuperative heating well by measuring the temperature in an experimental ingot.

Findings. The results of thermometry of an experienced ingot with its nod as part of the high-alloy steel set are presented. The final temperature drop in the ingot and the nature of its change in the process of holding the metal have been established.

Originality. It was established that the final temperature drop in the experimental ingot is determined by the unevenness of the temperature field of the heating well and is (80...120) °C.

Practical value. Using research results allows us to develop heating modes for stainless steel grades with a shorter (10...20) % exposure period.

Keywords: heating well; heating from the hearth; high alloy steels; heating metal ingots; temperature field; air heating temperature.


 

ЭКОНОМИКА

Перехід на засади концепції ощадливого виробництва як запорука подолання негативних тенденцій на підприємствах гірничо-металургійного комплексу України (повідомлення 1)(с. 86-93)

М .А. Мироненко - ДП «НДТІ», м. Дніпро, Україна

Мета. Аналіз особливостей переходу на концепцію ощадливого виробництва продукції підприємств гірничо-металургійного комплексу (ГМК) України, розташованих територіально в межах Дніпропетровської області. Перспективи процесу запровадження цих підходів у період до 2020 р.

Методика. При написанні статті використовувалися методи анкетування та інтерв’ю на етапі збору первинної інформації, а також метод зіставного аналізу для обґрунтування рекомендацій щодо перспектив у запровадженні концепції ощадливого виробництва на період до 2020 р.

Результати. У статті проведено аналіз переходу на засади концепції ощадливого виробництва на прикладі двох підприємств ГМК України, територіально розташованих у межах Дніпропетровської області. Розглянуто перспективи подальшого запровадження інструментів концепції Lean Production на період до 2020 р.

Наукова новизна. Підтверджено важливість застосування на практиці методів та інструментів теорії концепції ощадливого виробництва продукції, зокрема систем «5С» та «Подачі пропозицій», доведено необхідність застосування різноманітних методів аудиту виробничої діяльності. Це дозволить оптимізувати витрати всередині організації та вплине на рівень конкурентоспроможності її продукції.

Практична значущість. Розуміння того факту, що прибуток компанії – це лише зовнішній прояв правильно прийнятого управлінського рішення з мінімізації втрат всередині компанії, сприятиме подальшому прогресу підприємств ГМК України в цілому. (Іл. 1. Табл. 3. Библіогр.: 20 назв.)

Ключові слова: концепція ощадливого виробництва, втрати, гірничо-металургійний комплекс України, управління, розвиток.

Purpose. Analysis of the peculiarities of the transition to the concept of lean production of the enterprises of the mining and smelting complex (MMC) of Ukraine, located on the territory of the Dnipropetrovsk region. Prospects for the implementation of these approaches by 2020.

Methodology. The article used the methods of questioning and interviewing at the stage of collecting primary information, as well as the method of comparative analysis to substantiate recommendations on the prospects for implementing the concept of lean production for the period until 2020. When writing the article, methods of questioning and interviewing at the stage of collecting primary information were used, as well as a method of comparative analysis with the purpose of substantiating recommendations regarding the prospects for introducing the concept of lean manufacturing for the period until 2020.

Findings. The article analyzes the transition to the principles of the concept of lean production on the example of two enterprises of the MMC of Ukraine, located within the Dnipropetrovsk region. Perspectives of further introduction of the tools of the concept of Lean Production for the period until 2020 are considered.

Originality. The importance of practical application of the methods and tools of the theory of the concept of lean production, in particular systems 5С and submission of proposals, proved the necessity of applying different methods of an audit of production activity. This will optimize costs within the organization and will affect the level of competitiveness of its products.

Practical significance. Understanding the fact that the company’s profit is only an external manifestation of the correct management decision to minimize losses within the company will allow the enterprises of the MMC to progress in general.

Keywords. the concept of lean production, losses, mining and metallurgical complex of Ukraine, management, development.


 

АВТОМАТИЗАЦИЯ

Моделювання інформаційних потоків комп’ютерного моніторингу мереж електропостачання транспорту(с. 94-98)

І. І. Кульбовський, Г. М. Голуб, О. С. Гайденко - Державний університет інфраструктури та технологій, м. Київ, Україна

DOI:10.33101/S04-4757684

Мета. Розробка моделі інформаційних потоків комп’ютерного моніторингу та управління як невід’ємних складових єдиного інформаційного простору господарства електропостачання залізниці; удосконалення математичних методів організації безперервного моніторингу параметрів функціонування мереж залізниці в процесі постачання електроенергії на тягу поїздів для проведення, контролю роботи електричних мереж і обладнання, ідентифікації аварійних і нормальних режимів роботи електричних мереж у режимі реального часу.

Методика.Розробка і моделювання інформаційної системи комп’ютерного моніторингу та поліпшення контролю роботи електричних мереж і обладнання, ідентифікації аварійних і нормальних режимів роботи електричних мереж у режимі реального часу.

Результати. Розроблено модель систем моніторингу та управління режимами роботи мережі електропостачання, що показує інформаційні зв’язки між компонентами систем і їх об’єктом, а також способи організації синхронно зареєстрованих первинних даних, формування їх у вигляді єдиного інформаційного простору.

Наукова новизна.Для проведення, контролю роботи електричних мереж і обладнання, ідентифікації аварійних і нормальних режимів роботи електричних мереж у режимі реального часу запропоновано математичну модель організації змінного моніторингу параметрів режимів мережі електропостачання залізниць та способи організації синхронно зареєстрованих первинних даних і способи формування їх у вигляді єдиного інформаційного простору із загальносистемних позицій як основи оптимізації енергопостачання, поліпшення безпеки, руху і реалізації енергозберігаючих технологій.

Практична значущість. Вирішення проблеми оптимізації енергопостачання, поліпшення безпеки руху та реалізація енергозберігаючих технологій.

Ключові слова:системний аналіз, енергозбереження, автоматизована система управління, модель, комп’ютерний моніторинг, інформаційні потоки, ідентифікації. (Іл. 1. Бібліогр.: 7 назв.)

Purpose. Development of the model of information flows of computer monitoring and control as integral components of a single information space of the railway power supply industry; Improvement of mathematical methods for organizing continuous monitoring of parameters of operation of railway networks in the process of supplying electric power to traction of trains for carrying out, control of operation of electric networks and equipment, identification of emergency and abnormal operating modes of electric networks in real time.

Methodology. Development and modeling of the information system of computer monitoring and improvement of control over the operation of electrical networks and equipment, identification of emergency and abnormal modes of operation of electric networks in real time.

Findings. Result. The model of systems of monitoring and control of the modes of operation of the power supply network is developed, which shows the information communications between the components of the systems and their object, as well as methods of organizing synchronously registered primary data, forming them in the form of a single information space.

Originality. For conducting, controlling the operation of electrical networks and equipment, identifying emergency and abnormal modes of operation of electric networks in real time, a mathematical model of organization of slippery monitoring of parameters of modes of electricity supply of railways and methods of organizing synchronously registered primary data and ways of forming them in the form of a single information space is proposed. from system-wide positions as the basis for optimization of energy supply, improvement of traffic safety and implementation of energy saving s technology.

Practical significance. Solving the problem of optimizing energy supply, improving traffic safety and implementing energy-saving technologies.

Keywords. system analysis, energy saving, automated control system, model, computer monitoring, information flows, identification, technological process.


 

ЭКОЛОГИЯ

Вплив уранової промисловості на стан довкілля та населення1(с. 99-109)

А. І. Дворецький - ДВУЗ «Дніпровський державний аграрно-економічний університет», м. Дніпро, Україна

В. І. Ляшенко - ДП «Український науково-дослідний та проектно-розвідувальний інститут промислової технології», м. Жовті Води, Україна

Ф. Ф. Топольний - ДВУЗ «Центральноукраїнський національний технічний університет», м. Кропивницький, Україна

Г. Д. Коваленко - НДЗ «Український науково-дослідний інститут екологічних проблем», м. Харків, Україна

1Роботу виконано за сприяння спеціалістів провідних наукових інститутів та центрів України, громадськості регіонів, Кабінету Міністрів України та інших, розпочинаючи з 1995 р.

Мета. Дати оцінку впливу уранової промисловості на стан довкілля та населення на основі розробки та впровадження інженерно-технічних рішень та заходів щодо зменшення γ-випромінювання та концентрації радону в приміщеннях, виконання екологічної та соціально-побутової реабілітації забрудненої території, житлових будинків, об’єктів соціальної сфери та населення, що проживає в зоні впливу, для підвищення екологічної безпеки довкілля та населення, мінімізації негативного впливу радіаційних та інших факторів.

Методика.Використано радіометричні методи (вимірювання експозиційної дози та інтенсивності γ-випромінювання, вимірювання радіоактивності γ- і β-випромінювання, вимірювання потужності експозиційної дози γ-випромінювання, визначення потужності поглиненої дози γ-випромінювання в повітрі, аналіз природних радіонуклідів (ПРН); статистичний та математичний методи дослідження з використанням комплексного системного підходу. Радіоекологічні дослідження включали: вимірювання потужності експо- зиційної дози (ПЭД) γ-випромінювання за мережею 100×100 м і 20×10 м (пішохідна γ-зйомка) в обсязі 40 км2; аналіз ґрунтів на вміст радіонуклідів; відбір проб води на вміст радію та урану; визначення сумарної α- і β-активності ґрунтів; визначення концентрації радону в житлових приміщеннях.

Результати. Показано роль спеціалістів різних органів державної влади та місцевого самоврядування у вирішенні вищезгаданих завдань для регіонів, що знаходяться в зоні впливу гірничо-металургійних комбінатів з видобутку та первинної переробки уранових руд. Встановлено, що перевищення нормативного рівня еквівалентної рівноважної концентрації радону 50 Бк/м³ в окремих приміщеннях, обумовлене його виділенням з простору під підлогою та каналів введення зовнішньої теплової та водопровідної мереж, внутрішніх каналів розподілу тепломереж.

Наукова новизна.Доводиться, що засипка каналу теплової мережі із зовнішнього боку будівлі шаром глини на глибину 1 м і його ущільнення, герметизація введення теплової та водопровідної мереж через фундамент будівлі та бетонування приямка зменшують об’ємну активність радону в приміщенні в 5-6 разів.

Практична значущість. Наведений поки що рідкісний досвід щодо підвищення радіаційного та соціального захисту населення міста Жовті Води, яке проживає в зоні впливу об’єктів уранової промисловості. (Іл. 6. Бібліогр.: 27 назв.)

Ключові слова:адіоекологія, уранове виробництво, державні програми, природоохоронні заходи, радіаційний та соціальний захист населення.

Purpose. To assess the impact of uranium industry on the environment and population on the basis of the development and implementation of engineering and technical solutions and measures to reduce gamma radiation and radon concentration in the premises, to carry out environmental and social rehabilitation of the contaminated area, residential buildings, social facilities and the population living in the zone of influence aimed at increasing the environmental safety of the environment and population in order to minimize the negative effects of radiation and other factors.

Methodology. Radiometric methods used (measurement of exposure dose and intensity of γ radiation, measurement of radioactivity of γ- and β-radiation, measurement of the exposure dose rate of γ-radiation, determination of the power of absorbed dose of γ-radiation in air, analysis of natural radionuclides (PRN), statistical and mathematical research methods using a comprehensive system approach. Radioecological studies included: measurement of the exposure dose (ED) power of gamma radiation over the network of 100×100 m and 20×10 m (pedestrian γ-survey) in the volume of 40 km², analysis of soils on the content of radionuclides, sampling of water for the content of radium and uranium, determination of total α- and β-activity of soils, determination of radon concentration in residential premises.

Findings. The role of specialists of various state authorities and local self-government in solving the abovementioned tasks is shown for the regions located in the zone of influence of mining and metallurgical combines on extraction and primary processing of uranium ores. It was established that exceeding the standard level of equivalent equilibrium radon concentration of 50 Bq/m³ in separate premises is due to its allocation from underground space and channels of an introduction of external thermal and water supply networks, internal channels of distribution of heating networks.

Originality. It is proved that the filling of the channel of the heating network from the outside of the building with a layer of clay to a depth of 1 m and its sealing, sealing the introduction of heat and water supply networks through the foundation of the building and concreting the pit, reduce the volume activity of the radon in the room in 5-6 times.

Practical significance. The current rare experience in increasing the radiation and social protection of the population of the city of Zhovti Vody, which lives in the zone of influence of uranium industry objects.

Keywords. radioecology, uranium production, state programs, nature protection measures, radiation, and social protection, population.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Презентация

Обложка

 

 

Контакты

[email protected]

[email protected]

 г. Днепр

тел. +38 (056) 794-36-74

факс. +38 (056) 794-36-75

моб. +38 (050) 320 69 72

ISSN 20760507

Руководитель проекта - Гринев Владимир Анатольевич

Partners